半小时搞懂STM32面经知识——RCC

1. 时钟的概念

时钟是由电路产生的具有周期性的脉冲信号，相当于单片机的心脏，要想使用单片机的外设必须开启时钟。

时钟对单片机有什么作用？

        1. 驱动外设的本质是寄存器，而寄存器需要时钟触发才能改写值。

        2. 时钟频率越高，CPU在相同的时间能够执行更多的指令，运行速度更快。

2. 时钟树

 STM32微控制器芯片上的时钟分配和控制结构，它定义了各种时钟源、时钟分频、时钟分配等，形成一个树状结构。

时钟树的作用？

1. 给相对独立的外设模块提供时钟，不同的外设需要的时钟频率不一致，需要通过时钟树分配相应的时钟。

 2. 降低整个芯片的功耗， 所有外设时钟默认都是关闭状态(disable)当我们使用某个外设就要开启这个外设的时钟(enable) ，没有让所有外设都使用高速时钟造成浪费。 

2.1 时钟源

STM32总共有四个时钟源为什么要有四个时钟源，兼容不同速度的外设， STM32的四个时钟源分别为HSE, LSE, HSI, LSI。

HSE时钟：高速的外部时钟。

来源： 无源晶振，通常使用8M， STM32F1系列为（4~16M)

作用：可不分频或2分频(频率/2)作为PLL锁相环的输入，还可直接不分频作为系统时钟，128分频作为外设RTC时钟的输入

HSI时钟： 高速的内部时钟

来源： 芯片内部，大小为8M，当HSE故障时，系统时钟会自动切换到HSI，直到HSE启动成功。

作用： 可直接作为系统时钟或在2分频后作为PLL输入。HSI RC振荡器能够在不需要任何外部器件的条件下提供系统时钟。它的启动时间比HSE晶体振荡器短。然而，即使在校准之后它的时钟频率精度仍较差。

LSE： 低速的外部时钟

来源：芯片内部，LSE晶体是一个32.768kHz的低速外部晶体或陶瓷谐振器。它为实时时钟或者其他定时功能提供一个低功耗且精确的时钟源。 

作用： 直接作为RTC的时钟来源

LSI： 低速的内部时钟

来源： 内部芯片，LSI RC担当一个低功耗时钟源的角色，它可以在停机和待机模式下保持运行，LSI时钟频率大约40kHz(在30kHz和60kHz之间)。

作用： 为独立看门狗和自动唤醒单元(RTC)提供时钟。

2.2 锁相环时钟PLLCLK

锁相环时钟：PLLCLK

来源： 选择HIS振荡器除2或HSE振荡器为PLL的输入时钟，和选择倍频因子，必须在其被激活前完成。一旦PLL被激活，这些参数就不能被改动。

作用： 内部PLL可以用来倍频HSI的输出时钟或HSE晶体输出时钟(倍频数2~16倍)，而经过倍频变成PLLCLK可以作为系统时钟源

注意： PLL时钟源头使用HIS/2的时候，PLLMUL最大只能 是16，这个时候PLLCLK最大只能是64M，小于ST官方推 荐的最大时钟72M。如果需要在应用中使用USB接口，PLL必须被设置为输出48或72MHZ时钟，用于提供48MHz的USBCLK时钟。

2.3 系统时钟

系统时钟：SYSCLK系统时钟是时钟树的最终输出，它是整个微控制器系统的主时钟。

来源：HSI,HSE,PLLCLK

注意：F103通常的配置是SYSCLK = PLLCLK=72M（最大的时钟频率， STM32官方推荐）

通常系统时钟配置的输出流程：

2.4 HCLK时钟

HCLK： AHB高速总线时钟，速度最高为72MHZ

来源： 系统时钟分频得到，一般设置HCLK=SYSCLK=72M

作用： 为AHB总线的外设提供时钟、为Cortex系统定时器提供时钟（SysTick）、为内核提供时钟（FCLK）。

2.5 PCLK1时钟

PCLK1： APB1低速总线时钟，最高为36MHZ。

来源： HCLK分频得到，一般配置PCLK1 = HCLK/2 = 36MHZ。

作用： 为APB1总线的外设提供时钟。1或2倍频之后则为APB1总线的定时器2~7提供时钟，最大为72M。

2.6 PCLK2时钟

PCLK2: APB2高速总线时钟，最高为72MHZ

来源： HCLK分频得到，一般配置PCLK1=HCLK=72M

作用： 为APB2总线的外设提供时钟。为APB2总线的定时器1和8提供时钟，最大为72M。APB2分频器还有一路输出供ADC分频器使用，分频后送给ADC模块使用。

2.7 RTC时钟

RTC：实时时钟。

来源：HSE分频得到， LSE、 LSI

作用：它拥有一组连续计数的计数器，可提供时钟日历的功能。修改计数器的值可以重新设置系统当前的时间和日期。实质上它是一个掉电后还可以继续运行的定时器。